Question

中國(guó)氣象局的數(shù)據(jù)顯示，2013年全國(guó)平均霧霾天數(shù)為52年來之最。形成霧霾的主要成份為：生產(chǎn)生活中排放的廢氣、汽車尾氣及揚(yáng)塵等。

（1）用CH4可以消除汽車尾氣中氮氧化物的污染。

已知：CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(l)? △H＝－955 kJ/mol

2NO2(g)＝N2O4(g)?? △H＝－56.9 kJ/mol

寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學(xué)方程式?????????????????? 。

（2）已知：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)?? △H＝－41kJ/mol，某溫度下，向容積為2L的密閉容器中充入2.0molCO(g)和2.0molH2O(g)，在tmin時(shí)達(dá)到平衡，測(cè)得放出了32.8kJ熱量，則t min內(nèi)用H2表示的平均反應(yīng)速率為???????? ，由此可知在該溫度下反應(yīng)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為???????? 。相同條件下，向同一密閉容器中充入1.0molCO2和1.0molH2反應(yīng)達(dá)到平衡后，吸收的熱量為?????? kJ。

（3）堿式硫酸鋁法煙氣脫硫工藝主要有以下三步

①向Al2(SO4)3溶液中投入粉末狀石灰石，生成堿式硫酸鋁[Al2(SO4)3·Al2O3]溶液。

②堿式硫酸鋁吸收SO2，Al2(SO4)3·Al2O3+3SO2＝Al2(SO4)3·Al2(SO3)3，請(qǐng)寫出Al2(SO4)3·Al2O3與過量燒堿溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式???????????????????? 。

③將Al2(SO4)3·Al2 (SO3)3氧化成Al2(SO4)3，可選用氧化劑為????????? （填代號(hào)）

A. 濃硫酸      ? B. KMnO4溶液           C. 5%的H2O2溶液     ??? D. 空氣

該步反應(yīng)的目的是?????????????????????????????? 。

 

Answer 1

【答案】

（1）CH4(g)+N2O4(g) = N2(g) +2H2O(l) + CO2(g) △H= —898.1 kJ/mol

（2）mol/( L·min)? ? 2.25 ? 24.6

（3）Al2(SO4)3·Al2O3+3H2O+10NaOH=4Na[Al(OH)4]+3Na2SO4；C D；生成Al2(SO4)3循環(huán)使用。

【解析】

試題分析：(1) 將①式H4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(l)? △H＝－955 kJ/mol 減去②式2NO2(g)＝N2O4(g)?? △H＝－56.9 kJ/mol.整理可得：CH4(g)+N2O4(g) = N2(g) +2H2O(l) + CO2(g) △H= —898.1 kJ/mol 。（2）由方程式可以看出：每生成1mol的H2，放出熱量41kJ�，F(xiàn)在放出熱量32.8kJ，則產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量為32.8÷41=0.8mol。因此在t min用H2表示的平均反應(yīng)速率為v(H2)=Δc/Δt=0.8mol÷2L÷t min=mol/( L·min). (2) 對(duì)于反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)來說，? 當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，c(CO)=c(H2O)=(2.0-0.8)mol÷2L=0.6mol/L ;c(CO2)=c(H2)=0.8mol÷2L=0.4mol/L;該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)而反應(yīng) CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的逆反應(yīng)。該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為.在相同條件下，向同一密閉容器中充入1.0molCO2和1.0molH2。假如反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)產(chǎn)生的CO為xmol,則水蒸氣也是xmol,未反應(yīng)的CO2(g)和H2(g)的物質(zhì)的量都是(1.0-x)mol. .解得x=0.6mol.因此反應(yīng)達(dá)到平衡后，吸收的熱量為0.6mol×41kJ/mol=24.6kJ.(3) 因?yàn)?/span>Al2(SO4)3、Al2O3都能與NaOH發(fā)生反應(yīng)。因此Al2(SO4)3·Al2O3與過量燒堿溶液反應(yīng)就可以看作是Al2(SO4)3、Al2O3的混合物與NaOH溶液發(fā)生的反應(yīng)。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Al2(SO4)3·Al2O3+3H2O+10NaOH=4Na[Al(OH)4]+3Na2SO4. ③將Al2(SO4)3·Al2 (SO3)3氧化成Al2(SO4)3時(shí)選擇的氧化劑不能引入新的雜質(zhì)離子，或者引入的雜質(zhì)離子容易除去。根據(jù)題目提供的試劑可選擇綠色氧化劑5%的H2O2溶液或空氣。因此選項(xiàng)為C D。該步反應(yīng)的目的是將Al2(SO4)3·Al2 (SO3)3氧化成Al2(SO4)3，以達(dá)到物質(zhì)的循環(huán)利用，提高經(jīng)濟(jì)效益。

考點(diǎn)：考查熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡產(chǎn)生的計(jì)算、可逆反應(yīng)的熱效應(yīng)、堿式硫酸鋁吸收SO2的反應(yīng)原理等知識(shí)。